JP5622659B2 - Power converter - Google Patents

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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Description

本発明は、モータを制御する電力変換装置に関する。特に車両駆動用モータを制御する電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device that controls a motor. In particular, the present invention relates to a power conversion device that controls a vehicle driving motor.

電力変換装置の高機能化、特に車両駆動用となると、多くの外部信号との協調制御が必要となる。   When the power conversion device is highly functional, particularly for driving a vehicle, cooperative control with many external signals is required.

特許文献1には、電力変換装置の内部への信号,電源取り込みについての記載がある。しかしながら、電力変換装置の更なる高機能化に伴い、多くの外部信号との協調制御が必要となると、配線材のスペース効率を向上させて、小型化のニーズを満足させる必要がある。また、電力変換装置が激しい振動に晒される場所に配置された場合に、外部信号と接続するためのコネクタに与える振動の影響を考慮する必要がある。   Patent Document 1 describes a signal and power supply taken into the power converter. However, as the power conversion device is further enhanced in functionality, when coordinated control with many external signals is required, it is necessary to improve the space efficiency of the wiring material and satisfy the needs for downsizing. In addition, when the power conversion device is disposed in a place exposed to severe vibration, it is necessary to consider the influence of vibration on the connector for connecting to an external signal.

特開2007−159255号公報JP 2007-159255 A

本発明の課題は、配線材のスペース効率を向上させて電力変換装置を小型化させるとともに耐振動性を向上させることである。   The subject of this invention is improving the vibration efficiency while improving the space efficiency of a wiring material and reducing a power converter device.

上記課題を解決するためは、本発明は、直流電流を交流電流に変換するスイッチング素子を有するパワーモジュールと、前記スイッチング素子のスイッチング動作の駆動を制御する制御回路を有する制御回路基板と、外部コネクタ端子と第1内部コネクタ端子と第2内部コネクタ端子を有するコネクタと、一端が前記第1内部コネクタ端子と接続されるとともに他端が前記制御回路基板と接続される第1フレキシブルプリント基板と、一端が前記第2内部コネクタ端子と接続されるとともに他端が前記制御回路基板と接続される第2フレキシブルプリント基板と、前記制御回路基板と前記第1及び第2フレキシブルプリント基板を収納するとともに前記コネクタにより塞がれる開口を形成する筐体と、を備え、前記第1内部コネクタ端子と前記第2内部コネクタ端子は、前記筐体の上部方向から下部方向に沿って並べて配置され、前記第1フレキシブルプリント基板は、前記筐体の上部方向から下部方向に対して前記第2フレキシブルプリント基板と重ねられて配置される。   In order to solve the above problems, the present invention provides a power module having a switching element for converting a direct current into an alternating current, a control circuit board having a control circuit for controlling driving of the switching operation of the switching element, and an external connector. A connector having a terminal, a first internal connector terminal, and a second internal connector terminal; a first flexible printed circuit board having one end connected to the first internal connector terminal and the other end connected to the control circuit board; and one end Is connected to the second internal connector terminal and the other end is connected to the control circuit board, and stores the control circuit board and the first and second flexible printed boards and the connector. A housing that forms an opening that is closed by the first internal connector terminal and the front The second internal connector terminals are arranged side by side from the upper direction to the lower direction of the casing, and the first flexible printed circuit board is connected to the second flexible printed circuit board from the upper direction to the lower direction of the casing. They are placed one on top of the other.

本発明により、電力変換装置を小型化させるとともに耐振動性を向上させることができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the size of the power converter and improve the vibration resistance.

ハイブリッド自動車の制御ブロックを示す図である。It is a figure which shows the control block of a hybrid vehicle. 本発明の実施形態に係る電力変換装置の全体構成の外観斜視図。The external appearance perspective view of the whole structure of the power converter device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電力変換装置の全体構成を各構成要素に分解した斜視図である。It is the perspective view which decomposed | disassembled the whole structure of the power converter device which concerns on embodiment of this invention into each component. 電力変換装置200の断面図(図2のA−A断面基準)である。It is sectional drawing (AA sectional reference of FIG. 2) of the power converter device 200. FIG. 本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板の搭載スペースを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the mounting space of the flexible printed circuit board concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板を接続した際の電力変換装置の断面図である。It is sectional drawing of the power converter device at the time of connecting the flexible printed circuit board concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板を接続する工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the process of connecting the flexible printed circuit board concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板を接続する工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the process of connecting the flexible printed circuit board concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板を接続する工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the process of connecting the flexible printed circuit board concerning embodiment of this invention.

本発明の実施形態に係る電力変換装置について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。本発明の実施形態に係る電力変換装置は、ハイブリッド用の自動車や純粋な電気自動車に適用可能であるが、代表例として、本発明の実施形態に係る電力変換装置をハイブリッド自動車に適用した場合の制御構成について、図1を用いて説明する。図1はハイブリッド自動車の制御ブロックを示す図である。   A power converter according to an embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The power conversion device according to the embodiment of the present invention can be applied to a hybrid vehicle or a pure electric vehicle. As a representative example, the power conversion device according to the embodiment of the present invention is applied to a hybrid vehicle. The control configuration will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a control block of a hybrid vehicle.

本発明の実施形態に係る電力変換装置では、自動車に搭載される車載電機システムの車載用電力変換装置、特に、車両駆動用電機システムに用いられ、搭載環境や動作的環境などが大変厳しい車両駆動用インバータ装置を例に挙げて説明する。車両駆動用インバータ装置は、車両駆動用電動機の駆動を制御する制御装置として車両駆動用電機システムに備えられ、車載電源を構成する車載バッテリ或いは車載発電装置から供給された直流電力を所定の交流電力に変換し、得られた交流電力を車両駆動用電動機に供給して車両駆動用電動機の駆動を制御する。また、車両駆動用電動機は発電機としての機能も有しているので、車両駆動用インバータ装置は運転モードに応じ、車両駆動用電動機の発生する交流電力を直流電力に変換する機能も有している。変換された直流電力は車載バッテリに供給される。   The power conversion device according to the embodiment of the present invention is used in a vehicle-mounted power conversion device for a vehicle-mounted electrical system mounted on an automobile, in particular, a vehicle drive electrical system, and has a very severe mounting environment and operational environment. The inverter device will be described as an example. A vehicle drive inverter device is provided in a vehicle drive electrical system as a control device for controlling the drive of a vehicle drive motor, and a DC power supplied from an onboard battery or an onboard power generator constituting an onboard power source is a predetermined AC power. Then, the AC power obtained is supplied to the vehicle drive motor to control the drive of the vehicle drive motor. Further, since the vehicle drive motor also has a function as a generator, the vehicle drive inverter device also has a function of converting the AC power generated by the vehicle drive motor into DC power according to the operation mode. Yes. The converted DC power is supplied to the on-vehicle battery.

なお、本実施形態の構成は、自動車やトラックなどの車両駆動用電力変換装置として最適であるが、これら以外の電力変換装置、例えば電車や船舶,航空機などの電力変換装置、さらに工場の設備を駆動する電動機の制御装置として用いられる産業用電力変換装置、或いは家庭の太陽光発電システムや家庭の電化製品を駆動する電動機の制御装置に用いられたりする家庭用電力変換装置に対しても適用可能である。   The configuration of the present embodiment is optimal as a power conversion device for driving a vehicle such as an automobile or a truck. However, other power conversion devices such as a power conversion device such as a train, a ship, and an aircraft, and a factory facility are also included. Applicable to industrial power converters used as drive motor control devices, or household power conversion devices used in home solar power generation systems and motor control devices that drive household appliances It is.

図1において、ハイブリッド電気自動車(以下、「HEV」と記述する)110は1つの電動車両であり、2つの車両駆動用システムを備えている。その1つは、内燃機関であるエンジン120を動力源としたエンジンシステムである。エンジンシステムは、主としてHEVの駆動源として用いられる。もう1つは、モータジェネレータ192,194を動力源とした車載電機システムである。車載電機システムは、主としてHEVの駆動源及びHEVの電力発生源として用いられる。モータジェネレータ192,194は例えば同期機あるいは誘導機であり、運転方法によりモータとしても発電機としても動作するので、ここではモータジェネレータと記すこととする。   In FIG. 1, a hybrid electric vehicle (hereinafter referred to as “HEV”) 110 is one electric vehicle and includes two vehicle drive systems. One of them is an engine system that uses an engine 120 that is an internal combustion engine as a power source. The engine system is mainly used as a drive source for HEV. The other is an in-vehicle electric system using motor generators 192 and 194 as a power source. The in-vehicle electric system is mainly used as an HEV drive source and an HEV power generation source. The motor generators 192 and 194 are, for example, synchronous machines or induction machines, and operate as both a motor and a generator depending on the operation method.

車体のフロント部には前輪車軸114が回転可能に軸支されている。前輪車軸114の両端には1対の前輪112が設けられている。車体のリア部には後輪車軸(図示省略)が回転可能に軸支されている。後輪車軸の両端には1対の後輪が設けられている。本実施形態のHEVでは、動力によって駆動される主輪を前輪112とし、連れ回される従輪を後輪とする、いわゆる前輪駆動方式を採用しているが、この逆、すなわち後輪駆動方式を採用しても構わない。   A front wheel axle 114 is rotatably supported at the front portion of the vehicle body. A pair of front wheels 112 are provided at both ends of the front wheel axle 114. A rear wheel axle (not shown) is rotatably supported on the rear portion of the vehicle body. A pair of rear wheels are provided at both ends of the rear wheel axle. The HEV of this embodiment employs a so-called front wheel drive system in which the main wheel driven by power is the front wheel 112 and the driven wheel to be driven is the rear wheel. You may adopt.

前輪車軸114の中央部には前輪側デファレンシャルギア(以下、「前輪側DEF」と記述する)116が設けられている。前輪車軸114は前輪側DEF116の出力側に機械的に接続されている。前輪側DEF116の入力側には変速機118の出力軸が機械的に接続されている。前輪側DEF116は、変速機118によって変速されて伝達された回転駆動力を左右の前輪車軸114に分配する差動式動力分配機構である。変速機118の入力側にはモータジェネレータ192の出力側が機械的に接続されている。モータジェネレータ192の入力側には動力分配機構122を介してエンジン120の出力側及びモータジェネレータ194の出力側が機械的に接続されている。尚、モータジェネレータ192,194及び動力分配機構122は、変速機118の筐体の内部に収納されている。   A front wheel side differential gear (hereinafter referred to as “front wheel side DEF”) 116 is provided at the center of the front wheel axle 114. The front wheel axle 114 is mechanically connected to the output side of the front wheel side DEF 116. The output shaft of the transmission 118 is mechanically connected to the input side of the front wheel side DEF 116. The front wheel side DEF 116 is a differential power distribution mechanism that distributes the rotational driving force that is shifted and transmitted by the transmission 118 to the left and right front wheel axles 114. The output side of the motor generator 192 is mechanically connected to the input side of the transmission 118. The output side of the engine 120 and the output side of the motor generator 194 are mechanically connected to the input side of the motor generator 192 via the power distribution mechanism 122. Motor generators 192 and 194 and power distribution mechanism 122 are housed inside the casing of transmission 118.

モータジェネレータ192,194は、回転子に永久磁石を備えた同期機であり、固定子の電機子巻線に供給される交流電力がインバータ装置140,142によって制御されることによりモータジェネレータ192,194の駆動が制御される。インバータ装置140,142にはバッテリ136が電気的に接続されており、バッテリ136とインバータ装置140,142との相互において電力の授受が可能である。   The motor generators 192 and 194 are synchronous machines having a permanent magnet on the rotor, and the AC power supplied to the armature windings of the stator is controlled by the inverter devices 140 and 142, thereby the motor generators 192 and 194. Is controlled. A battery 136 is electrically connected to the inverter devices 140 and 142, and power can be exchanged between the battery 136 and the inverter devices 140 and 142.

本実施形態では、モータジェネレータ192及びインバータ装置140からなる第1電動発電ユニットと、モータジェネレータ194及びインバータ装置142からなる第2電動発電ユニットとの2つを備え、運転状態に応じてそれらを使い分けている。すなわち、エンジン120からの動力によって車両を駆動している場合において、車両の駆動トルクをアシストする場合には第2電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン120の動力によって作動させて発電させ、その発電によって得られた電力によって第1電動発電ユニットを電動ユニットとして作動させる。また、同様の場合において、車両の車速をアシストする場合には第1電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン120の動力によって作動させて発電させ、その発電によって得られた電力によって第2電動発電ユニットを電動ユニットとして作動させる。   In the present embodiment, the first motor generator unit composed of the motor generator 192 and the inverter device 140 and the second motor generator unit composed of the motor generator 194 and the inverter device 142 are provided. ing. That is, in the case where the vehicle is driven by the power from the engine 120, when assisting the driving torque of the vehicle, the second motor generator unit is operated as the power generation unit by the power of the engine 120 to generate power. The first electric power generation unit is operated as an electric unit by the obtained electric power. Further, in the same case, when assisting the vehicle speed of the vehicle, the first motor generator unit is operated by the power of the engine 120 as a power generation unit to generate power, and the second motor generator unit is generated by the electric power obtained by the power generation. Operate as an electric unit.

また、本実施形態では、バッテリ136の電力によって第1電動発電ユニットを電動ユニットとして作動させることにより、モータジェネレータ192の動力のみによって車両の駆動ができる。さらに、本実施形態では、第1電動発電ユニット又は第2電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン120の動力或いは車輪からの動力によって作動させて発電させることにより、バッテリ136の充電ができる。   In the present embodiment, the vehicle can be driven only by the power of the motor generator 192 by operating the first motor generator unit as an electric unit by the electric power of the battery 136. Furthermore, in the present embodiment, the battery 136 can be charged by generating power by operating the first motor generator unit or the second motor generator unit as the power generation unit by the power of the engine 120 or the power from the wheels.

バッテリ136はさらに補機用のモータ195を駆動するための電源としても使用される。補機としては例えばエアコンディショナーのコンプレッサを駆動するモータ、あるいは制御用の油圧ポンプを駆動するモータであり、バッテリ136からインバータ43装置に直流電力が供給され、インバータ装置43で交流の電力に変換されてモータ195に供給される。前記インバータ装置43はインバータ装置140や142と同様の機能を持ち、モータ195に供給する交流の位相や周波数,電力を制御する。例えばモータ195の回転子の回転に対し進み位相の交流電力を供給することにより、モータ195はトルクを発生する。一方、遅れ位相の交流電力を発生することで、モータ195は発電機として作用し、モータ195は回生制動状態の運転となる。このようなインバータ装置43の制御機能はインバータ装置140や142の制御機能と同様である。モータ195の容量がモータジェネレータ192や194の容量より小さいので、インバータ装置43の最大変換電力がインバータ装置140や142より小さいが、インバータ装置43の回路構成は基本的にインバータ装置140や142の回路構成と同じである。   The battery 136 is also used as a power source for driving an auxiliary motor 195. The auxiliary machine is, for example, a motor that drives a compressor of an air conditioner or a motor that drives a hydraulic pump for control. DC power is supplied from the battery 136 to the inverter 43 device, and is converted into AC power by the inverter device 43. To the motor 195. The inverter device 43 has the same function as the inverter devices 140 and 142, and controls the phase, frequency, and power of alternating current supplied to the motor 195. For example, the motor 195 generates torque by supplying AC power having a leading phase with respect to the rotation of the rotor of the motor 195. On the other hand, by generating the delayed phase AC power, the motor 195 acts as a generator, and the motor 195 is operated in a regenerative braking state. Such a control function of the inverter device 43 is the same as the control function of the inverter devices 140 and 142. Since the capacity of the motor 195 is smaller than the capacity of the motor generators 192 and 194, the maximum conversion power of the inverter device 43 is smaller than that of the inverter devices 140 and 142, but the circuit configuration of the inverter device 43 is basically the circuit of the inverter devices 140 and 142. Same as the configuration.

インバータ装置140や142およびインバータ装置43さらにコンデンサモジュール500は電気的に密接な関係にある。さらに発熱に対する対策が必要な点が共通している。また装置の体積をできるだけ小さく作ることが望まれている。これらの点から以下で詳述する電力変換装置は、インバータ装置140や142およびインバータ装置43さらにコンデンサモジュール500を電力変換装置の筐体内に内蔵している。この構成により、小型で信頼性の高い装置が実現できる。   The inverter devices 140 and 142, the inverter device 43, and the capacitor module 500 are in an electrical close relationship. Furthermore, there is a common point that measures against heat generation are necessary. It is also desired to make the volume of the device as small as possible. From these points, the power conversion device described in detail below includes the inverter devices 140 and 142, the inverter device 43, and the capacitor module 500 in the casing of the power conversion device. With this configuration, a small and highly reliable device can be realized.

またインバータ装置140や142およびインバータ装置43さらにコンデンサモジュール500を一つの筐体に内蔵することで、配線の簡素化やノイズ対策で効果がある。またコンデンサモジュール500とインバータ装置140や142およびインバータ装置43との接続回路のインダクタンスを低減でき、スパイク電圧を低減できると共に、発熱の低減や放熱効率の向上を図ることができる。   Further, by incorporating the inverter devices 140 and 142, the inverter device 43, and the capacitor module 500 in one housing, it is effective in simplifying wiring and taking measures against noise. In addition, the inductance of the connection circuit between the capacitor module 500, the inverter devices 140 and 142, and the inverter device 43 can be reduced, the spike voltage can be reduced, heat generation can be reduced, and heat dissipation efficiency can be improved.

図2ないし図4は、電力変換装置200の全体構成を説示している。10は上部ケース、11は金属ベース板、12は筐体、13は冷却水入口配管、14は冷却水出口配管、420はカバー、16は下部ケース、17は交流ターミナルケース、18は交流ターミナル、19は冷却水流路、20は制御回路基板で制御回路172を保持している。21は外部との接続のためのコネクタ、22は駆動回路基板でドライバ回路174を保持している。300はパワーモジュール(半導体モジュール部)で2個設けられており、それぞれのパワーモジュールにはインバータ回路144が内蔵されている。700は平板積層バスバー、800はOリング、304は金属ベース、188は交流コネクタ、314は直流正極端子、316は直流負極端子、500はコンデンサモジュール、502はコンデンサケース、504は正極側コンデンサ端子、506は負極側コンデンサ端子、514はコンデンサセル、をそれぞれ表す。   2 to 4 illustrate the overall configuration of the power conversion device 200. FIG. 10 is an upper case, 11 is a metal base plate, 12 is a housing, 13 is a cooling water inlet pipe, 14 is a cooling water outlet pipe, 420 is a cover, 16 is a lower case, 17 is an AC terminal case, 18 is an AC terminal, Reference numeral 19 is a cooling water flow path, and 20 is a control circuit board which holds the control circuit 172. Reference numeral 21 denotes a connector for connection to the outside, and reference numeral 22 denotes a drive circuit board that holds a driver circuit 174. Two power modules (semiconductor module units) 300 are provided, and an inverter circuit 144 is built in each power module. 700 is a flat laminated bus bar, 800 is an O-ring, 304 is a metal base, 188 is an AC connector, 314 is a DC positive terminal, 316 is a DC negative terminal, 500 is a capacitor module, 502 is a capacitor case, 504 is a positive capacitor terminal, Reference numeral 506 denotes a negative side capacitor terminal, and 514 denotes a capacitor cell.

図2は、本発明の実施形態に係る電力変換装置の全体構成の外観斜視図を示す。本実施形態に係る電力変換装置200の外観は、上面あるいは底面が略長方形の筐体12と、前記筐体12の短辺側の外周の1つに設けられた冷却水の入口配管13および出口配管14と、前記筐体12の上部の開口を塞ぐための上部ケース10と、前記筐体12の下部の開口を塞ぐための下部ケース16とを固定して形成されたものである。   FIG. 2: shows the external appearance perspective view of the whole structure of the power converter device which concerns on embodiment of this invention. The external appearance of the power conversion device 200 according to the present embodiment is as follows. The casing 12 whose top surface or bottom surface is substantially rectangular, and the cooling water inlet pipe 13 and the outlet provided on one of the outer circumferences on the short side of the casing 12. The pipe 14, the upper case 10 for closing the upper opening of the housing 12, and the lower case 16 for closing the lower opening of the housing 12 are fixedly formed.

図3に示されるように、電力変換装置200の長辺側の外周にはモータジェネレータ192や194との接続を助けるための2組の交流ターミナルケース17が設けられる。交流ターミナル18は、パワーモジュール300とモータジェネレータ192,194とを電気的に接続して、該パワーモジュール300から出力される交流電流を該モータジェネレータ192,194へ伝達する。   As shown in FIG. 3, two sets of AC terminal cases 17 for assisting connection with the motor generators 192 and 194 are provided on the outer periphery of the long side of the power conversion device 200. AC terminal 18 electrically connects power module 300 and motor generators 192 and 194, and transmits an AC current output from power module 300 to motor generators 192 and 194.

コネクタ21は、筐体12に内蔵された制御回路基板20に接続されており、外部からの各種信号を該制御回路基板20に伝送する。直流(バッテリ)負極側接続端子部510と直流(バッテリ)正極側接続端子部512は、バッテリ136とコンデンサモジュール500とを電気的に接続する。ここで本実施形態では、コネクタ21は、前記筐体12の短辺側の外周面の一方側に設けられる。一方、直流(バッテリ)負極側接続端子部510と直流(バッテリ)正極側接続端子部512は、前記コネクタ21が設けられた面とは反対側の短辺側の外周面に設けられる。つまり、コネクタ21と直流(バッテリ)負極側接続端子部510が離れた配置となっている。これにより、直流(バッテリ)負極側接続端子部510から筐体12に侵入し、さらにコネクタ21まで伝播するノイズを低減することができ、制御回路基板20によるモータの制御性を向上させることができる。   The connector 21 is connected to a control circuit board 20 built in the housing 12 and transmits various external signals to the control circuit board 20. The direct current (battery) negative electrode side connection terminal portion 510 and the direct current (battery) positive electrode side connection terminal portion 512 electrically connect the battery 136 and the capacitor module 500. Here, in the present embodiment, the connector 21 is provided on one side of the outer peripheral surface on the short side of the housing 12. On the other hand, the direct current (battery) negative electrode side connection terminal portion 510 and the direct current (battery) positive electrode side connection terminal portion 512 are provided on the outer peripheral surface on the short side opposite to the surface on which the connector 21 is provided. That is, the connector 21 and the direct current (battery) negative electrode side connection terminal portion 510 are arranged apart from each other. As a result, noise that enters the housing 12 from the direct current (battery) negative electrode side connection terminal portion 510 and further propagates to the connector 21 can be reduced, and the controllability of the motor by the control circuit board 20 can be improved. .

図3は、本発明の実施形態に係る電力変換装置200の全体構成を各構成要素に分解した斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view in which the entire configuration of the power conversion device 200 according to the embodiment of the present invention is disassembled into each component.

図3に示されるように、筐体12の中ほどに冷却水流路19が設けられ、該冷却水流路19の上部には流れの方向に並んで2組の開口400と402が形成されている。前記2組の開口400と402がそれぞれパワーモジュール300で塞がれる様に2個のパワーモジュール300が固定されている。各パワーモジュール300には放熱のためのフィン305が設けられており、各パワーモジュール300のフィン305はそれぞれ前記冷却水流路19の開口400と402から冷却水の流れの中に突出している。   As shown in FIG. 3, a cooling water flow path 19 is provided in the middle of the housing 12, and two sets of openings 400 and 402 are formed in the upper part of the cooling water flow path 19 side by side in the flow direction. . Two power modules 300 are fixed so that the two sets of openings 400 and 402 are respectively closed by the power module 300. Each power module 300 is provided with fins 305 for radiating heat, and the fins 305 of each power module 300 protrude into the cooling water flow from the openings 400 and 402 of the cooling water channel 19, respectively.

前記冷却水流路19の下側にはアルミ鋳造を行いやすくするための開口404が形成されており、前記開口404はカバー420で塞がれている。また前記冷却水流路19の下側には補機用のインバータ装置43が取り付けられている。このインバータ装置43は前記内蔵している前記パワーモジュールの放熱金属面が前記冷却水流路19の下面に対向するようにして、前記冷却水流路19の下面に固定されている。また、パワーモジュール300と筐体12との間には、シールをするためのOリング800が設けられ、さらにカバー420と筐体12との間にもOリング802が設けられる。本実施形態ではシール材をOリングとしているが、Oリングの代わりに樹脂材・液状シール・パッキンなどを代用しても良く、特に液状シールを用いた場合には電力変換装置200の組立性を向上させることができる。
さらに前記冷却水流路19の下部に放熱作用を為す下部ケース16が設けられ、前記下部ケース16にはコンデンサモジュール500が、コンデンサモジュール500の金属材からなるケースの放熱面が前記下部ケース16の面に対向するようにして前記下部ケース16の面に固定されている。この構造により冷却水流路19の上面と下面とを利用して効率良く冷却することができ、電力変換装置全体の小型化に繋がる。
An opening 404 for facilitating aluminum casting is formed below the cooling water channel 19, and the opening 404 is closed by a cover 420. An auxiliary inverter device 43 is attached to the lower side of the cooling water passage 19. The inverter device 43 is fixed to the lower surface of the cooling water channel 19 so that the heat radiating metal surface of the built-in power module faces the lower surface of the cooling water channel 19. Further, an O-ring 800 for sealing is provided between the power module 300 and the housing 12, and an O-ring 802 is also provided between the cover 420 and the housing 12. In this embodiment, the sealing material is an O-ring, but a resin material, liquid seal, packing, or the like may be used instead of the O-ring. Can be improved.
In addition, a lower case 16 is provided in the lower part of the cooling water flow path 19 so as to dissipate heat. It is fixed to the surface of the lower case 16 so as to face the surface. With this structure, cooling can be efficiently performed using the upper surface and the lower surface of the cooling water channel 19, which leads to downsizing of the entire power conversion device.

冷却水入出口配管13,14からの冷却水が冷却水流路19を流れることによって、併設されている2個のパワーモジュール300が有する放熱フィンが冷却され、前記2個のパワーモジュール300全体が冷却される。冷却水流路19の下面に設けられた補機用のインバータ装置43も同時に冷却する。   When the cooling water from the cooling water inlet / outlet pipes 13 and 14 flows through the cooling water flow path 19, the heat radiation fins of the two power modules 300 provided side by side are cooled, and the entire two power modules 300 are cooled. Is done. The auxiliary inverter device 43 provided on the lower surface of the cooling water passage 19 is also cooled at the same time.

さらに冷却水流路19が設けられている筐体12が冷却されることにより、筐体12の下部に設けられた下部ケース16が冷却され、この冷却によりコンデンサモジュール500の熱が下部ケース16および筐体12を介して冷却水に熱的伝導され、コンデンサモジュール500が冷却される。   Further, the casing 12 provided with the cooling water flow path 19 is cooled, whereby the lower case 16 provided at the lower portion of the casing 12 is cooled, and by this cooling, the heat of the capacitor module 500 is transferred to the lower case 16 and the casing. The capacitor module 500 is cooled by being thermally conducted to the cooling water through the body 12.

パワーモジュール300の上方には、該パワーモジュール300とコンデンサモジュール500とを電気的に接続するための積層導体板700が配置される。この積層導体板700は、2つのパワーモジュール300に跨って、2つのパワーモジュール300の幅方向に幅広に構成されている。さらに、積層導体板700は、コンデンサモジュール500の正極側端子と接続される正極側導体板702と、負極側端子と接続される負極側導体板704と、該正極側端子と該負極側端子との間に配置される絶縁部材によって構成される。これにより積層導体板700の積層面積を広げることができるので、パワーモジュール300からコンデンサモジュール500までの寄生インダクタンスの低減を図ることができる。また、一つの積層導体板700を2つのパワーモジュール300に載置した後、積層導体板700とパワーモジュール300とコンデンサモジュール500との電気的な接続を行うことができるので、パワーモジュール300を2つ備える電力変換装置であっても、その組立工数を抑えることができる。   Above the power module 300, a laminated conductor plate 700 for electrically connecting the power module 300 and the capacitor module 500 is disposed. The laminated conductor plate 700 is configured to be wide in the width direction of the two power modules 300 across the two power modules 300. Furthermore, the laminated conductor plate 700 includes a positive electrode side conductor plate 702 connected to the positive electrode side terminal of the capacitor module 500, a negative electrode side conductor plate 704 connected to the negative electrode side terminal, the positive electrode side terminal and the negative electrode side terminal. It is comprised by the insulating member arrange | positioned between. As a result, the laminated area of the laminated conductor plate 700 can be increased, so that the parasitic inductance from the power module 300 to the capacitor module 500 can be reduced. In addition, after placing one laminated conductor plate 700 on the two power modules 300, the laminated conductor plate 700, the power module 300, and the capacitor module 500 can be electrically connected. Even if it is a power converter provided, the assembly man-hour can be suppressed.

積層導体板700の上方には制御回路基板20と駆動回路基板22とが配置される。また、駆動回路基板22と制御回路基板20の間には金属ベース板11が配置され、金属ベース板11は両基板22,20に搭載される回路群の電磁シールドの機能を奏すると共に駆動回路基板22と制御回路基板20とが発生する熱を逃がし、冷却する作用を有している。このように筐体19の中央部に冷却水流路19を設け、その一方の側に車両駆動用のパワーモジュール300を配置し、また他方の側に補機用のパワーモジュール43を配置することで、少ない空間で効率良く冷却でき、電力変換装置全体の小型化が可能となる。また筐体中央部の冷却水流路19の主構造を筐体12と一体にアルミ材の鋳造で作ることにより、冷却水流路19は冷却効果に加え機械的強度を強くする効果がある。またアルミ鋳造で作ることで筐体12と冷却水流路19とが一体構造となり、熱伝導が良くなり冷却効率が向上する。   A control circuit board 20 and a drive circuit board 22 are disposed above the laminated conductor plate 700. Further, a metal base plate 11 is disposed between the drive circuit board 22 and the control circuit board 20, and the metal base plate 11 functions as an electromagnetic shield for a circuit group mounted on both the boards 22 and 20, and also the drive circuit board. The heat generated by the control circuit board 20 and the control circuit board 20 is released and cooled. In this way, the cooling water flow path 19 is provided in the central portion of the housing 19, the power module 300 for driving the vehicle is arranged on one side thereof, and the power module 43 for auxiliary machines is arranged on the other side. Thus, cooling can be efficiently performed in a small space, and the entire power conversion device can be downsized. Further, by making the main structure of the cooling water channel 19 at the center of the casing by casting an aluminum material integrally with the casing 12, the cooling water channel 19 has the effect of increasing the mechanical strength in addition to the cooling effect. Further, by making the aluminum casting, the housing 12 and the cooling water flow path 19 are integrated with each other, heat conduction is improved, and cooling efficiency is improved.

図4は、電力変換装置200の断面図(図2のA−A断面基準)であり、基本的な構造は既に説明したとおりである。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the power conversion device 200 (A-A cross-sectional reference in FIG. 2), and the basic structure is as already described.

筐体12の断面における上下方向の中央部には筐体12と一体にアルミダイキャストで作られた冷却水流路19(図4の点線部)が設けられ、冷却水流路19の上面側に形成された開口にパワーモジュール300(図4の一点鎖線部)が設置されている。図4の紙面に対して左側が冷却水の行き側の往路19aであり、紙面に対して右側が水路の折り返し側の復路19bである。往路19aおよび復路19bは、上述のとおりそれぞれ開口が設けられ、前記開口は、パワーモジュール300の放熱のための金属ベース304により往路19aおよび復路19bの両方に跨るように塞がれ、前記金属ベース304に設けられた放熱のためのフィン305が冷却水の流れのなかに前記開口から突出する。また、冷却水流路19の下面側には補機用のインバータ装置43が固定されている。   A cooling water passage 19 (dotted line portion in FIG. 4) made of aluminum die casting is provided integrally with the housing 12 at the center in the vertical direction in the cross section of the housing 12, and is formed on the upper surface side of the cooling water passage 19. The power module 300 (the chain line portion in FIG. 4) is installed in the opened opening. The left side with respect to the paper surface of FIG. 4 is the outgoing path 19a on the cooling water side, and the right side with respect to the paper surface is the return path 19b on the return side of the water channel. As described above, the forward path 19a and the return path 19b are each provided with an opening, and the opening is blocked by the metal base 304 for heat dissipation of the power module 300 so as to straddle both the forward path 19a and the return path 19b. Fins 305 for heat dissipation provided in 304 protrude from the opening in the flow of cooling water. In addition, an auxiliary inverter device 43 is fixed to the lower surface side of the cooling water passage 19.

略中央が屈曲した板状の交流電力線186は、その一端がパワーモジュール300の交流端子159と接続され、その他端が、電力変換装置200内部から突出して交流コネクタを形成している。正極側コンデンサ端子504及び負極側コンデンサ端子506は、貫通孔406(図4の2点鎖線部)を介して、正極側導体板702及び負極側導体板704にそれぞれ電気的及び機械的に接続される。筐体12の略中央を長方形の長辺方向に往復する冷却水流路19が配置され、前記冷却水の流れ方向と略垂直の方向に、交流ターミナル18と正極側コンデンサ端子504及び負極側コンデンサ端子506が配置される。そのため電気配線が整然と配置され、電力変換装置200の小型化に繋がっている。積層導体板700の正極側導体板702及び負極側導体板704、さらに交流側電力線186がパワーモジュール300の外に突出して接続端子を形成しているため構造がたいへん簡単で、また他の接続導体が使用されていないため小型化になっている。この構造により生産性が向上し、信頼性も向上する。   One end of the plate-like AC power line 186 bent substantially at the center is connected to the AC terminal 159 of the power module 300, and the other end protrudes from the power converter 200 to form an AC connector. The positive electrode side capacitor terminal 504 and the negative electrode side capacitor terminal 506 are electrically and mechanically connected to the positive electrode side conductor plate 702 and the negative electrode side conductor plate 704 through the through holes 406 (two-dot chain line portion in FIG. 4), respectively. The A cooling water flow path 19 that reciprocates substantially in the center of the casing 12 in the direction of the long side of the rectangle is disposed, and the AC terminal 18, the positive-side capacitor terminal 504, and the negative-side capacitor terminal are arranged in a direction substantially perpendicular to the cooling water flow direction. 506 is arranged. Therefore, the electrical wiring is arranged in an orderly manner, which leads to a reduction in size of the power conversion device 200. Since the positive electrode side conductor plate 702 and the negative electrode side conductor plate 704 of the laminated conductor plate 700 and the AC side power line 186 project outside the power module 300 to form connection terminals, the structure is very simple, and other connection conductors are provided. Because it is not used, it is downsized. This structure improves productivity and improves reliability.

さらに前記貫通孔406は前記冷却水流路19とは筐体12内部の枠体で隔絶しており、かつ正極側導体板702及び負極側導体板704と正極側コンデンサ端子506及び負極側コンデンサ端子504との接続部が該貫通孔406内に存在するため、信頼性が向上する。   Further, the through hole 406 is separated from the cooling water flow path 19 by a frame inside the housing 12, and the positive electrode side conductor plate 702 and the negative electrode side conductor plate 704, the positive electrode side capacitor terminal 506, and the negative electrode side capacitor terminal 504. Therefore, the reliability is improved.

発熱量の大きいパワーモジュール300を冷却水流路19の一方の面に固定すると共にパワーモジュール300のフィン305が冷却水流路19の開口から水路内に突出するようにして効率良く冷却し、次に放熱量の大きい補機用インバータ装置43を冷却水流路19の他方の面で冷却し、さらに次に発熱量が大きいコンデンサモジュール500を筐体12および下部ケース16を介して冷却する構造としている。このように放熱量の多さにあわせた冷却構造としているので、冷却効率や信頼性が向上すると共に、電力変換装置200をより小型化することができる。   The power module 300 having a large calorific value is fixed to one surface of the cooling water channel 19 and the fins 305 of the power module 300 protrude from the opening of the cooling water channel 19 into the water channel for efficient cooling. The auxiliary inverter device 43 having a large amount of heat is cooled on the other surface of the cooling water flow path 19, and the capacitor module 500 having the next largest heat generation amount is cooled via the housing 12 and the lower case 16. Thus, since it is set as the cooling structure match | combined with much heat dissipation, while cooling efficiency and reliability improve, the power converter device 200 can be reduced more in size.

さらに補機用インバータ装置43を冷却水流路19のコンデンサモジュール500側面に固定しているので、補機用インバータ装置43の平滑用コンデンサとしてコンデンサモジュール500を使用でき、この場合配線距離が短くなる効果がある。また配線距離が短いことからインダクタンスを小さくできる効果がある。   Further, since the auxiliary inverter device 43 is fixed to the side of the capacitor module 500 of the cooling water passage 19, the capacitor module 500 can be used as a smoothing capacitor of the auxiliary inverter device 43. In this case, the wiring distance is shortened. There is. In addition, since the wiring distance is short, the inductance can be reduced.

駆動回路基板22にもこのさらに駆動回路基板22の上方には放熱および電磁シールドの効果を高める金属ベース板11を介在させて制御回路基板20が配置されている。上部ケース10を筐体12に固定することによって、本実施形態に係る電力変換装置200が構成される。   Also on the drive circuit board 22, a control circuit board 20 is disposed above the drive circuit board 22 with a metal base plate 11 for enhancing the effects of heat dissipation and electromagnetic shielding interposed therebetween. By fixing the upper case 10 to the housing 12, the power conversion device 200 according to the present embodiment is configured.

上述のように、制御回路基板20とパワーモジュール300との間に駆動回路基板22を配置しているので、制御回路基板20からインバータ回路の動作タイミングが駆動回路基板22に伝えられ、それに基づいて駆動回路基板22でゲート信号が作られ、パワーモジュール300のゲートにそれぞれ印加される。このように電気的な接続関係に沿って制御回路基板20や駆動回路基板22を配置しているので、電気配線が簡素化でき、電力変換装置200の小型化に繋がる。また、駆動回路基板22は、制御回路基板20に対して、パワーモジュール300やコンデンサモジュール500よりも近い距離に配置される。そのため駆動回路基板22から制御回路基板20までの配線距離は、他の部品(パワーモジュール300等)と制御回路基板20との配線距離よりも短くなる。よって直流正極側接続端子部512から伝わる電磁ノイズやIGBT328,330のスイッチング動作による電磁ノイズが、駆動回路基板22から制御回路基板20までの配線に侵入することを抑えることができる。   As described above, since the drive circuit board 22 is arranged between the control circuit board 20 and the power module 300, the operation timing of the inverter circuit is transmitted from the control circuit board 20 to the drive circuit board 22, and based on that. A gate signal is generated by the drive circuit board 22 and applied to each gate of the power module 300. Since the control circuit board 20 and the drive circuit board 22 are thus arranged along the electrical connection relationship, the electrical wiring can be simplified and the power converter 200 can be downsized. The drive circuit board 22 is disposed at a distance closer to the control circuit board 20 than the power module 300 and the capacitor module 500. Therefore, the wiring distance from the drive circuit board 22 to the control circuit board 20 is shorter than the wiring distance between other components (such as the power module 300) and the control circuit board 20. Therefore, electromagnetic noise transmitted from the DC positive electrode side connection terminal portion 512 and electromagnetic noise due to the switching operation of the IGBTs 328 and 330 can be prevented from entering the wiring from the drive circuit board 22 to the control circuit board 20.

冷却水流路19の一方の面にパワーモジュール300を固定し、他方の面に補機用インバータ装置43を固定することで、冷却水流路19でパワーモジュール300と補機用インバータ装置43を同時に冷却する。この場合、パワーモジュール300は放熱のためのフィンが冷却水流路19の冷却水と直接、接するのでより冷却効果が大きい。さらに冷却水流路19で筐体12を冷却し、筐体12に下部ケース16や金属ベース板11を固定することで下部ケース16や金属ベース板11を介して冷却する。下部ケース16にはコンデンサモジュール500の金属ケースが固定されるので下部ケース16と筐体12を介してコンデンサモジュール500が冷却される。さらに金属ベース板11を介して制御回路基板20や駆動回路基板22を冷却する。さらに、下部ケース16も熱伝導性の良い材料でできていて、コンデンサモジュール500からの発熱を受け、筐体19に熱を伝導し、冷却水流路19の冷却水で放熱される。また、冷却水流路19の下部カバー15側である他方の側には、車内用エアコン,オイルポンプ,他用途のポンプ用として用いる、比較的小容量の補機用インバータ装置43を設置する。この補機用インバータ装置43からの発熱は、前記筐体12の中間枠体を通して冷却水流路19の冷却水で放熱される。このように中央に冷却水流路19を設け、一方に金属ベース板11を設け、他方に下部ケース16を設けることで、電力変換装置200を構成するのに必要な部品を発熱量に応じ、効率良く冷却することができる。また電力変換装置200の内部に部品が整然と配置されることとなり、小型化が可能となる。   The power module 300 is fixed to one surface of the cooling water channel 19 and the auxiliary inverter device 43 is fixed to the other surface, so that the power module 300 and the auxiliary inverter device 43 are simultaneously cooled by the cooling water channel 19. To do. In this case, the power module 300 has a greater cooling effect because the fins for heat dissipation are in direct contact with the cooling water in the cooling water passage 19. Further, the casing 12 is cooled by the cooling water flow path 19, and the lower case 16 and the metal base plate 11 are fixed to the casing 12, thereby cooling through the lower case 16 and the metal base plate 11. Since the metal case of the capacitor module 500 is fixed to the lower case 16, the capacitor module 500 is cooled via the lower case 16 and the housing 12. Further, the control circuit board 20 and the drive circuit board 22 are cooled via the metal base plate 11. Further, the lower case 16 is also made of a material having good thermal conductivity, receives heat generated from the capacitor module 500, conducts heat to the housing 19, and is radiated by the cooling water in the cooling water passage 19. In addition, on the other side of the cooling water passage 19 that is the lower cover 15 side, an inverter device 43 for auxiliary equipment having a relatively small capacity, which is used for an air conditioner for a vehicle, an oil pump, and a pump for other purposes, is installed. The heat generated from the auxiliary inverter device 43 is radiated by the cooling water in the cooling water passage 19 through the intermediate frame of the housing 12. In this way, the cooling water flow path 19 is provided in the center, the metal base plate 11 is provided on one side, and the lower case 16 is provided on the other side. It can cool well. Also, the components are neatly arranged inside the power conversion device 200, and the size can be reduced.

電力変換装置の放熱機能を果たす放熱体は、第1に冷却水流路19であるが、この他にも金属ベース板11がその機能を奏している(放熱機能を果たすために金属ベース板11を設けている)。金属ベース板11は、電磁シールド機能を果たすとともに、制御回路基板20や駆動回路基板22からの熱を受けて、筐体12に熱を伝導し、冷却水流路19の冷却水で放熱される。   The heat radiator that performs the heat dissipation function of the power conversion device is primarily the cooling water flow path 19, but the metal base plate 11 also performs this function (the metal base plate 11 is used to perform the heat dissipation function). Provided). The metal base plate 11 performs an electromagnetic shielding function, receives heat from the control circuit board 20 and the drive circuit board 22, conducts heat to the housing 12, and is radiated by the cooling water in the cooling water flow path 19.

このように、本実施形態に係る電力変換装置は、放熱体が3層の積層体を形成しており、すなわち、金属ベース板11,冷却水流路19,下部ケース16という積層構造であり、これらの放熱体はそれぞれの発熱体(パワーモジュール300,制御回路基板20,駆動回路基板22,コンデンサモジュール500)に隣接して階層的に設置される。階層構造の中央部には、主たる放熱体である冷却水流路19が存在し、金属ベース板11と下部ケース16は筐体12を通して冷却水流路19の冷却水に熱を伝える構造となっている。筐体12内に3つの放熱体(冷却水流路19,金属ベース板11,下部ケース16)が収容されて、放熱性を向上させるとともに薄型化,小型化に寄与している。   As described above, the power converter according to the present embodiment has a multilayer structure in which the radiator is a three-layered structure, that is, the metal base plate 11, the cooling water channel 19, and the lower case 16, and these The heat radiators are hierarchically installed adjacent to the respective heat generators (power module 300, control circuit board 20, drive circuit board 22, and capacitor module 500). In the center of the hierarchical structure, there is a cooling water flow path 19 that is a main radiator, and the metal base plate 11 and the lower case 16 are structured to transmit heat to the cooling water in the cooling water flow path 19 through the housing 12. . Three heat radiators (cooling water flow path 19, metal base plate 11, lower case 16) are accommodated in the housing 12 to improve heat dissipation and contribute to reduction in thickness and size.

図5は、本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板の搭載スペースを示す斜視図である。筐体12は、コネクタ21が挿入される開口部1201を形成するとともに、後述するフレキシブルプリント基板を収納するスペース1202を設けている。従来であれば、このスペース1202は取り扱う信号数に応じて配線材を収納するスペースとなるため、かなりのスペースが必要であった。   FIG. 5 is a perspective view showing a mounting space of the flexible printed circuit board according to the embodiment of the present invention. The housing 12 forms an opening 1201 into which the connector 21 is inserted, and is provided with a space 1202 for accommodating a flexible printed board described later. Conventionally, this space 1202 is a space for storing the wiring material according to the number of signals to be handled, so that a considerable space is required.

図6は、図2の電力変換装置200の断面図(図2のB−B断面基準)であり、コネクタ21近傍の断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the power conversion device 200 of FIG.

コネクタ21は、信号用ハーネスと電気的に接続される外部コネクタ端子21aと、筐体12の収納空間側の配置された第1内部コネクタ端子21b及び第2内部コネクタ端子21cを有する。第1内部コネクタ端子21bと第2内部コネクタ端子21cは、筐体12の上部方向から下部方向に沿って並べて配置される。   The connector 21 includes an external connector terminal 21a that is electrically connected to the signal harness, and a first internal connector terminal 21b and a second internal connector terminal 21c that are disposed on the housing space side of the housing 12. The first internal connector terminal 21b and the second internal connector terminal 21c are arranged side by side from the upper direction of the housing 12 to the lower direction.

第1フレキシブルプリント基板2102は、その一端が第1内部コネクタ端子21bと接続されるとともに、その他端が制御回路基板20と接続される。また第2フレキシブルプリント基板2101は、その一端が第2内部コネクタ端子21cと接続されるとともに、その他端が制御回路基板20と接続される。   The first flexible printed board 2102 has one end connected to the first internal connector terminal 21 b and the other end connected to the control circuit board 20. The second flexible printed board 2101 has one end connected to the second internal connector terminal 21 c and the other end connected to the control circuit board 20.

そして、第1フレキシブルプリント基板2102は、筐体12の上部方向から下部方向に対して第2フレキシブルプリント基板2101と重ねられて配置される。   The first flexible printed circuit board 2102 is arranged so as to overlap the second flexible printed circuit board 2101 from the upper direction to the lower direction of the housing 12.

これにより、フレキシブルプリント基板が筐体12の幅方向に大きく広がることによって、電力変換装置が大型化してしまうことを抑制することができる。また、コネクタ21の幅方向を低減することによりコネクタのアスペクト比を小さくできるので、コネクタ21は電力変換装置200が車両に搭載された場合のような振動に対しても少ない固定点で対応できることになる。   Thereby, when a flexible printed circuit board expands greatly in the width direction of the housing | casing 12, it can suppress that a power converter device enlarges. In addition, since the connector aspect ratio can be reduced by reducing the width direction of the connector 21, the connector 21 can cope with vibrations such as when the power conversion device 200 is mounted on a vehicle with a small number of fixed points. Become.

また、駆動回路基板22は図4に説示されたパワーモジュール300の上部に配置され、さらに制御回路基板20は、駆動回路基板22に上部に配置される。そして図5にて説示したように、筐体12は、筐体12の下部から上部に向かう高さ方向を形成する側壁に、コネクタ21が挿入される開口部1201を形成される。この開口部1201は、制御回路基板20よりも低い位置に形成される。   In addition, the drive circuit board 22 is disposed on the power module 300 illustrated in FIG. 4, and the control circuit board 20 is disposed on the drive circuit board 22. As illustrated in FIG. 5, the housing 12 is formed with an opening 1201 into which the connector 21 is inserted in a side wall that forms a height direction from the lower portion to the upper portion of the housing 12. The opening 1201 is formed at a position lower than the control circuit board 20.

駆動回路基板22やパワーモジュール300から発生する電磁ノイズから保護する必要がある制御回路基板20は、パワーモジュール300から離すために、電力変換装置の上部に配置される。一方、電力変換装置200の上面にはパワーモジュール300,駆動回路基板22や制御回路基板20を筐体12に挿入するための開口が形成されているため、入口配管13や出口配管14や制御信号用のコネクタ21は電力変換装置200の側面に配置される。このような配置関係になったとしても、電力変換装置のノイズ抑制と小型化を図るとともに組立性を向上することができる。   The control circuit board 20 that needs to be protected from electromagnetic noise generated from the drive circuit board 22 and the power module 300 is arranged on the upper part of the power conversion device in order to be separated from the power module 300. On the other hand, since an opening for inserting the power module 300, the drive circuit board 22, and the control circuit board 20 into the housing 12 is formed on the upper surface of the power converter 200, the inlet pipe 13, the outlet pipe 14, and the control signal Connector 21 is disposed on the side surface of power conversion device 200. Even if it becomes such arrangement | positioning relationship, noise suppression and size reduction of a power converter device can be aimed at, and an assembly property can be improved.

また、筐体12は、駆動回路基板22とコネクタ21との間の空間に配置された金属製の隔壁12aを有する。これにより、駆動回路基板22から放射される電磁ノイズからコネクタ21を保護することができるとともに、コネクタ21の配置の自由度が増し、電力変換装置の小型化を図ることができる。   The housing 12 has a metal partition 12 a disposed in a space between the drive circuit board 22 and the connector 21. Thereby, the connector 21 can be protected from electromagnetic noise radiated from the drive circuit board 22, and the degree of freedom of arrangement of the connector 21 is increased, so that the power converter can be downsized.

また、隔壁12aは、筐体12から突出し、かつ当該隔壁12aの先端が金属製ベース板11と接触する。これにより、金属製ベース板11に伝播される電磁ノイズを、隔壁12aを介して筐体12のグランドに落とすことができる。   Further, the partition wall 12 a protrudes from the housing 12, and the tip of the partition wall 12 a contacts the metal base plate 11. Thereby, the electromagnetic noise propagated to the metal base plate 11 can be dropped to the ground of the housing 12 via the partition wall 12a.

図7(a)から図7(c)は、第1フレキシブルプリント基板2102及び第2フレキシブルプリント基板2101を制御回路基板20に接続する工程を示す斜視図である。   FIG. 7A to FIG. 7C are perspective views showing a process of connecting the first flexible printed board 2102 and the second flexible printed board 2101 to the control circuit board 20.

図7(a)から図7(c)に示されるように、第1フレキシブルプリント基板2102はその先端にフレキシブルプリント基板側コネクタ2110aを有し、また第2フレキシブルプリント基板2101はその先端にフレキシブルプリント基板側コネクタ2110bを有する。   As shown in FIGS. 7A to 7C, the first flexible printed circuit board 2102 has a flexible printed circuit board side connector 2110a at the front end, and the second flexible printed circuit board 2101 has a flexible printed circuit at the front end. A board-side connector 2110b is provided.

一方、制御回路基板20は、その上面側に、フレキシブルプリント基板側コネクタ2110aと接続される第1基板側コネクタ2001aと、フレキシブルプリント基板側コネクタ2110bと接続される第2基板側コネクタ2001bと、を有する。第2基板側コネクタ2001bは、第1フレキシブルプリント基板2102及び第2フレキシブルプリント基板2101に最も近い制御回路基板20の端辺20aに対して第1基板側コネクタ2001aよりも近くに配置される。さらに、第1フレキシブルプリント基板2102は、フレキシブルプリント基板側コネクタ2110bと第2基板側コネクタ2001bとの接続部を跨いで第1基板側コネクタ2001aと接続される。   On the other hand, the control circuit board 20 has a first board side connector 2001a connected to the flexible printed board side connector 2110a and a second board side connector 2001b connected to the flexible printed board side connector 2110b on the upper surface side. Have. The second board side connector 2001b is disposed closer to the first flexible printed board 2102 and the edge 20a of the control circuit board 20 closest to the second flexible printed board 2101 than the first board side connector 2001a. Further, the first flexible printed board 2102 is connected to the first board side connector 2001a across the connecting portion between the flexible printed board side connector 2110b and the second board side connector 2001b.

図7(b)に示すように下層となる第2フレキシブルプリント基板2101を第2基板側コネクタ2001bにまず接続する。この後、図7(c)に示すように上層となる第1フレキシブルプリント基板2102を第1基板側コネクタ2001aに接続する。この配置を幾重に用意することで、当該フレキシブルプリント基板の幅にも自由度を持たせることも可能であり、同時に多くの外部信号を確実に電力変換装置内に伝達することが可能となる。また、フレキシブルプリント基板と制御回路基板20との接続は筐体12の開口が形成された上面からの作業となり、組立性を容易に保つことができる。   As shown in FIG. 7B, the second flexible printed board 2101 as the lower layer is first connected to the second board side connector 2001b. Thereafter, as shown in FIG. 7C, the upper first flexible printed circuit board 2102 is connected to the first circuit board connector 2001a. By preparing this arrangement several times, it is possible to give flexibility to the width of the flexible printed circuit board, and at the same time, it is possible to reliably transmit many external signals into the power converter. Further, the connection between the flexible printed circuit board and the control circuit board 20 is performed from the upper surface where the opening of the housing 12 is formed, and the assemblability can be easily maintained.

12 筐体
12a 隔壁
20 制御回路基板
20a 端辺
21 コネクタ
21a 外部コネクタ端子
21b 第1内部コネクタ端子
21c 第2内部コネクタ端子
1201 開口部
1202 スペース
2001a 第1基板側コネクタ
2001b 第2基板側コネクタ
2101 第2フレキシブルプリント基板
2102 第1フレキシブルプリント基板
2110a,2110b フレキシブルプリント基板側コネクタ
12 Housing 12a Bulkhead 20 Control circuit board 20a Edge 21 Connector 21a External connector terminal 21b First internal connector terminal 21c Second internal connector terminal 1201 Opening 1202 Space 2001a First board side connector 2001b Second board side connector 2101 Second Flexible printed circuit board 2102 First flexible printed circuit board 2110a, 2110b Flexible printed circuit board side connector

Claims (4)

直流電流を交流電流に変換するスイッチング素子を有するパワーモジュールと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作の駆動を制御する制御回路を有する制御回路基板と、
外部コネクタ端子と第1内部コネクタ端子と第2内部コネクタ端子を有するコネクタと、
一端が前記第1内部コネクタ端子と接続されるとともに他端が前記制御回路基板と接続される第1フレキシブルプリント基板と、
一端が前記第2内部コネクタ端子と接続されるとともに他端が前記制御回路基板と接続される第2フレキシブルプリント基板と、
前記制御回路基板と前記第1及び第2フレキシブルプリント基板を収納するとともに前記コネクタにより塞がれる開口を形成する筐体と、を備え、
前記第1内部コネクタ端子と前記第2内部コネクタ端子は、前記筐体の上部方向から下部方向に沿って並べて配置され、
前記第1フレキシブルプリント基板は、前記筐体の上部方向から下部方向に対して前記第2フレキシブルプリント基板と重ねられて配置され、
前記スイッチング素子のスイッチング動作の駆動する駆動回路を有する駆動回路基板を備え、
前記駆動回路基板は、前記パワーモジュールの上部に配置され、
さらに前記制御回路基板は、前記駆動回路基板に上部に配置され、
前記筐体は、上面に蓋により塞がれる開口部を形成し、
前記筐体の前記コネクタにより塞がれる前記開口は、下部から上部に向かう高さ方向を形成する側壁であって、前記制御回路基板よりも低い位置に形成され、
前記駆動回路基板と前記コネクタとの間の空間に配置された金属製の隔壁を備える電力変換装置。
A power module having a switching element for converting a direct current into an alternating current;
A control circuit board having a control circuit for controlling driving of the switching operation of the switching element;
A connector having an external connector terminal, a first internal connector terminal, and a second internal connector terminal;
A first flexible printed circuit board having one end connected to the first internal connector terminal and the other end connected to the control circuit board;
A second flexible printed circuit board having one end connected to the second internal connector terminal and the other end connected to the control circuit board;
A housing for housing the control circuit board and the first and second flexible printed boards and forming an opening closed by the connector;
The first internal connector terminal and the second internal connector terminal are arranged side by side along the lower direction from the upper direction of the housing,
The first flexible printed circuit board is disposed so as to overlap the second flexible printed circuit board from the upper direction to the lower direction of the housing ,
A drive circuit board having a drive circuit for driving a switching operation of the switching element;
The drive circuit board is disposed on the power module,
Furthermore, the control circuit board is disposed on the drive circuit board,
The housing forms an opening which is closed by a lid on the upper surface,
The opening that is closed by the connector of the housing is a side wall that forms a height direction from the lower part to the upper part, and is formed at a position lower than the control circuit board,
Comprising power conversion device a metal partition wall disposed in the space between the connector and the driving circuit board.
請求項1に記載された電力変換装置であって、The power conversion device according to claim 1,
前記駆動回路基板と前記制御回路基板との間の空間に配置された金属ベース板を備え、  A metal base plate disposed in a space between the drive circuit board and the control circuit board;
前記筐体は、電気伝導性の部材で構成され、  The casing is made of an electrically conductive member,
前記金属ベース板は、前記筐体に支持される電力変換装置。  The metal base plate is a power conversion device supported by the housing.
請求項1に記載された電力変換装置であって、The power conversion device according to claim 1,
前記隔壁は、前記筐体から突出し、かつ当該隔壁の先端が前記金属製ベース板と接触する電力変換装置。  The partition wall projects from the housing, and a tip of the partition wall is in contact with the metal base plate.
請求項1ないし3のいずれかに記載された電力変換装置であって、The power conversion device according to any one of claims 1 to 3,
前記制御回路基板は、その上面側に、前記第1フレキシブルプリント基板と接続される第1基板側コネクタと、前記第2フレキシブルプリント基板と接続される第2基板側コネクタと、を有し、  The control circuit board has a first board side connector connected to the first flexible printed board and a second board side connector connected to the second flexible printed board on the upper surface side thereof,
前記第2基板側コネクタは、前記第1及び第2フレキシブルプリント基板に最も近い前記制御回路基板の端辺に対して前記第1基板側コネクタよりも近くに配置され、  The second board side connector is disposed closer to the end of the control circuit board closest to the first and second flexible printed boards than the first board side connector,
前記第1フレキシブルプリント基板は、前記第2フレキシブルプリント基板と前記第2基板側コネクタとの接続部を跨いで前記第1基板側コネクタと接続される電力変換装置。  The first flexible printed board is a power conversion device connected to the first board side connector across a connection portion between the second flexible printed board and the second board side connector.
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